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      真空泵在OCA貼合工藝及搬運應用

      放大字體  縮小字體 發布日期:2020-03-08 16:40:14    瀏覽次數:19    評論:0
      導讀

      屏膜貼合工藝中,OCA是非常關鍵的一種工藝,在貼附過程中,OCA定位以及是否粘貼到位是非常關鍵的內容?;诖嗽敿毥榻B了市場上廣泛應用的OCA自動定位方法以及粘貼工藝,同時也對吸盤式機器人的工藝過程以及搬運方法進行了闡述,對OCA工藝過程的優點以及缺點進行了總結,以便于在實際應用中進行選擇。

      1OCA貼合概述

      OCA(Optical Clear Adhesive)工藝,是指采用感應膠,即OCA無基材光學膠或者光學透明膠進行貼附的工藝。目前主要廣泛應用在LCM、Cover、Touch Panel貼合中,也就是采用透光性很高的雙面膠進行粘貼。這種感應膠的主要成分是亞克力,這種材料具有高透光性(>90%)、高黏性以及高耐候性(抗UV)等特點,是觸控屏膜貼合技術的理想膠黏劑。

      貼附技術是指將兩種材料進行粘貼的生產工藝,在進行貼附時,通常要求貼附位置與角度的偏差不能過大,貼附材料不出現扭曲、拉伸、變形、劃傷或者壓傷等現象,并且貼附材料間無雜質和氣泡。柔性觸控膜組(如圖1)F2的主要特點是薄且可彎曲,厚度只有0.018 mm,是目前柔性觸控膜組中最薄的[1]。

      在貼附工藝流程中,OCA的貼合分為兩個步驟:一是要實現Sense glass與PSA貼附,二是要實現Senseglass與Cover glass貼附。其中最關鍵的就是OCA定位環節,對產品貼合的合格率有直接影響。

      貼附時,要將偏光片置于上平臺(亞克力平臺),同時將柔性TP屏膜組置于下平臺(網箱上)。貼附過程包括在上平臺放置厚度為0.05 mm的偏光片,在下平臺放置厚度為0.67 mm的柔性TP膜組,將偏光片真空吸附,用CCD采集靶標,然后撕去保護膜再將上品臺翻轉180°,再將下平臺上的柔性TP膜組用CCD采集靶標,將OCA光學膠上的保護膜撕去,使上下平臺水平正對,升高膠輥到合適高度,平行移動膠輥,完成貼附。這種方法效率較低,但撕掉OCA光學膠保護膜時效果更佳,有利于提高產品優良率。

      2 平臺吸附下壓貼合

      這項工藝技術也同樣是在上平臺放置厚度為0.05 mm的偏光片,在下平臺放置厚度為0.67 mm的柔性TP膜組,將偏光片真空吸附,采用CCD采集標靶然后將其保護膜撕去。并將平臺進行去180°翻轉。同樣將柔性TP膜組用CCD采集靶標,然后將OCA光學膠保護膜撕去。上下平臺水平正對,輥輪向下壓,同時將下平臺向右移動。這種方法使OCA光學膠保護膜從效果上看比網箱吸附上壓貼附的效果稍差,但是好在效率較快,而且產品良率也相對較高[2]。

      圖1 柔性觸控膜組示意圖

      3 定位方式

      常見的OCA定位方式有三種,分別為機械定位、圖像視覺定位以及光纖定位。機械定位屬于接觸式定位,而其余兩種則屬于非接觸式定位??梢愿鶕蛻粜枨蟛煌x用。

      下文針對機械定位的工作原理、結構設計以及特點進行介紹,方便在具體實踐中可以根據自身需求正確選擇定位方式。但是在對定位方式進行分析過程中不討論OCA原料問題導致的差異。

      機械定位的工作原理是采用氣動系統進行定位。這主要源于其結構簡單且成本較低的特點,同時氣動系統是以空氣作為介質,不對環境造成污染,因此應用更為廣泛。本文所介紹的OCA膜定位是采用SMC滑臺氣缸實現的,這種氣缸系統精度較高,可以保證OCA膜與定位條角度的一致性。

      滑臺氣缸具有精密的導向、支撐以及驅動功能。負載能力和抗扭矩能力強,這種氣缸工作穩定,導向精度高,結構簡單,組裝方便,在氣動系統中主要被用來進行定位或者送料。

      機械定位系統主要由滑臺氣缸和定位條組成,具體如圖2所示。

      氣動系統由于氣缸摩擦力影響較大,阻尼特性較低,再加上氣體本身的可壓縮性以及閥口流動非線性特點,從本質上講,氣動系統屬于非線性系統,導致系統的精度控制難度增加。

      由于氣動技術比其他傳動和控制技術的優勢明顯,因此可以用滑臺氣缸的精度控制代替整個氣動系統的精度控制,滑臺氣缸的機臺定位精度可以精確到30~50 μm?;_氣缸的主要特點表現為:第一,機構簡單,便于維護;第二,不污染環境,成本較低;第三,可靠性和適應性強,可以長期使用。其缺點主要表現在:第一,氣體具有可壓縮性,負載發生變化,氣缸運動也會隨之變化,導致工作部件穩定性降低;第二,氣動信號比電信號傳輸速度低,會出現延遲或者失真的情況;第三,由于氣缸閥口非線性流動以及氣缸運動時的摩擦效應,導致氣動系統精度控制的困難度較高[3]。

      4 OCA貼合機器手設備及工藝

      貼合機器手的主要組件包括驅動馬達、壓頭氣缸、壓合氣缸、圓弧壓頭以及平行度調節機構。在載臺上安裝壓貼附部件,并由伺服馬達+精密滾珠絲杠驅動,通過人機界面可以對壓入量進行精確控制,通過單獨的精密調壓閥控制壓合氣缸與壓頭氣缸的精密度;而圓弧壓頭與面板間的平行度是通過平行調節機構進行控制。

      工作原理:控制面板載臺精確處于壓合位置,按照設定壓力將壓合氣缸下壓,整個圓弧部件在驅動馬達的帶動下按照設定值壓入面板殼內;壓頭氣缸隨面板載臺運動而運動,面板載臺完成整個移動軌跡,貼附完成,壓合氣缸升起,同時壓頭氣缸與驅動馬達復位。

      設備開機后,先進行異常狀態檢測并歸零,處于待上料狀態。采用人工方式在貼標手機治具中朝下置入待包裝手機。傳感器檢測到治具中放入手機后,人工觸控發出作業信號,設備進入工作狀態。信息標傳送模組將待包裝手機傳送到貼標工位,等待設備進行貼標包裝。這些動作完成后,伺服電機驅動貼標機對碾壓機構進行牽引,進而帶動標簽底紙運動,通過標簽位置傳感器SU-02X控制信息標簽紙位置并由揭標機構模擬人工剝離標簽底紙上的標簽。下一步,通過四軸機械手上真空吸盤的真空吸附作用吸附標簽。通過四組獨立光纖傳感器對吸盤上的標簽位置進行位置檢測,然后控制機械手調整精度,完成貼標。隨后,皮帶模組將貼標完成的產品運送至信息標貼附質量檢測,通過CCD智能視覺系統進行掃描,對作業質量進行檢測。

      后保護膜貼膜工藝流程是手機治具獲取搬運機械手的位置信息后,對手機到位狀況進行傳感器檢測。檢測手機準確到位后,伺服電機驅動傳輸模組傳送手機到貼膜作業位置,等待設備進行包裝作業。在檢測運送過程的同時,伺服電機驅動碾壓機構牽引帶動底膜運動,然后通過位置傳感器CFU-100進行位置檢測,由揭標機構將透明膜從底膜上剝離。接著,通過四軸機械手上的真空吸盤對后保護膜進行吸附,并通過四組獨立光纖傳感器對吸盤上的后保護膜位置進行準確檢測,控制機械手進行精度調整,準確完成貼膜作業。然后傳送皮帶模組將完成后保護膜貼膜的手機傳送至檢測工位,通過保護膜質量檢測裝置以及CCD智能視覺系統進行質量檢測。檢測合格的產品由搬運機械手將完成包裝的手機搬運到機身貼標工位,完成貼標工作。

      在整個貼附工藝中,壓頭氣缸帶動擺桿機對圓弧壓頭進行驅動,通常情況下,氣缸壓力為0.1~0.2 MPa,可以保證貼附工藝流程順利進行;驅動馬達的壓入量保持在2~4 mm之間,而通常將壓合氣缸的壓力控制在0.25~0.35 MPa之間,如此不僅可以保證貼附貼合度高,材料間無氣泡,同時還可以避免出現“過壓”情況。

      5 結語

      在手機柔性觸控屏制造過程中,貼附技術是非常關鍵的工藝之一,對產品的質量和精度都會產生直接影響,同時也會影響生產效率,最終會對市場銷售和消費者評價產生影響。因此通過對柔性觸控膜組與偏光片貼附方式進行對比分析,理論結合實踐,分析其優缺點,方便在實際應用中選擇。

      參考文獻

      [1] 楊玉琴,李亞寧.觸摸屏技術研究及市場進展[J].信息記錄材料,2012,13(1):35-46.

      [2] 翟利軍,張曉寧,張博,等.弧體凹壓技術在觸摸屏貼附工藝中的研究和應用[J].現代顯示,2015(4):25-27.

      [3] 伍華林,呂延,呂明.觸摸屏技術的現狀、發展趨勢和市場前景[J].信息技術,2016(2):275-276.


       
      (文/小編)
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